Індивідуальне завдання

Варіант №6

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,2	4600
7	1,2	6800

Індивідуальне завдання

Варіант №7

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	1,2	6800
10	1,2	9500

Індивідуальне завдання

Варіант №8

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,6	6000
7	1,6	8000

Індивідуальне завдання

Варіант №9

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	1,6	10000
3	0,6	1530

Індивідуальне завдання

Варіант №10

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	0,6	2380
7	0,6	3410

Індивідуальне завдання

Варіант №11

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	0,6	2380
7	0,6	3410

Індивідуальне завдання

Варіант №12

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	0,6	4770
5	0,8	4000

Індивідуальне завдання

Варіант №13

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	0,8	5150
10	0,8	8000

Індивідуальне завдання

Варіант №14

t, мм	S, мм/об	Р, Н
3	1,2	3500
5	1,2	4600

Індивідуальне завдання

Варіант №15

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,6	6000
7	1,6	8000

Індивідуальне завдання

Варіант №16

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	0,8	4000
7	0,8	5150

Індивідуальне завдання

Варіант №17

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,2	4600
7	1,2	6800

Індивідуальне завдання

Варіант №18

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	0,6	4770
5	0,8	4000

Індивідуальне завдання

Варіант №19

t, мм	S, мм/об	Р, Н
3	1,2	3500
5	1,2	4600

Індивідуальне завдання

Варіант №20

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	1,2	6800
5	1,6	6000

Індивідуальне завдання

Варіант №21

t, мм	S, мм/об	Р, Н
3	0,6	1530
5	0,6	2380

Індивідуальне завдання

Варіант №22

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	0,6	3410
10	0,6	4770

Індивідуальне завдання

Варіант №23

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	0,6	4770
5	0,8	4000

Індивідуальне завдання

Варіант №24

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	0,8	5150
10	0,8	8000

Індивідуальне завдання

Варіант №25

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	0,8	8000
3	1,2	3500

Індивідуальне завдання

Варіант №26

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,2	4600
7	1,2	6800

Індивідуальне завдання

Варіант №27

t, мм	S, мм/об	Р, Н
7	1,2	6800
10	1,2	9500

Індивідуальне завдання

Варіант №28

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	1,6	6000
7	1,6	8000

Індивідуальне завдання

Варіант №29

t, мм	S, мм/об	Р, Н
10	1,6	10000
3	0,6	1530

Індивідуальне завдання

Варіант №30

t, мм	S, мм/об	Р, Н
5	0,6	2380
7	0,6	3410

Практичне заняття №3

Розрахунок режимів різання при точінні

Мета роботи: для заданих умов обробки визначити режим різання, що враховує можливості верстата і інструменту, а також виконання технічних вимог на виготовлення деталі, забезпечує високу продуктивність обробки

Хід роботи

Порядок розрахунку режиму різання

Розрахунок режиму різання при точінні здійснюють, в наступній послідовності:

1. вибір устаткування;

2. вибір ріжучого інструменту;

3. визначення глибини різання;

4. вибір величини подачі;

5. розрахунок швидкості різання;

6. розрахунок ефективної потужності різання;

7. визначення коефіцієнта використання верстата по потужності;

8. розрахунок моменту, що крутить, на шпинделі верстата;

9. розрахунок основного технологічного (машинного) часу.

Виконання роботи

Вибір устаткування

Модель верстата вибирають залежно від габаритних розмірів оброблюваної деталі, з врахуванням вимог, що пред'являються до точності обробки і якості обробленої поверхні. Модель верстата вибирають по довіднику 1, табл.9, с.15. Необхідно вибрати основні паспортні дані верстата: частоти обертання шпинделя, таблицю подач, потужність двигуна приводу головного руху і приводу подач, допустимі значення моментів, що крутять, на шпинделі для різних частот його обертання, силу подачі, що допускається, коефіцієнт корисної дії, розміри державок вживаних різців Н*В.

Тип верстата вибирають залежно від виду обробки і типа виробництва. Для індивідуального, дрібносерійного і серійного виробництва бажано

вибирати універсальне устаткування. Для багатосерійного і масового типів виробництв необхідно застосовувати верстати-автомати і напівавтомати, агрегатні і багаторізцеві верстати, а також спеціальні верстати.

Вибір ріжучого інструменту

Матеріал ріжучої частини інструменту вибирають в залежності від оброблюваного матеріалу і його фізико-механічних властивостей, а також від стану поверхневого шару заготівки. При цьому необхідно прагнути до використання інструментальних матеріалів, що допускають великі, швидкості різання, таких як. металло- і минералокерамічні тверді сплави і надтверді інструментальні матеріали 1, с.115 таблиця. 2. Тип різця і розміри державки вибирають залежно від виду обробки, моделі верстата, габаритних розмірів оброблюваної деталі і матеріалу ріжучої частини інструменту по довіднику 1, таблиця. 4...39, с. 119... 136.

Студент повинен виконати ескіз вибраного різця і вказати його основні розміри.

Вибір геометричних параметрів різця включає вибір форми передньої поверхні і визначення значень його геометричних параметрів. Форму передньої поверхні різця вибирають по довідниках /2, табл.29, с. 187/ залежно від матеріалу ріжучої частини інструменту, матеріалу оброблюваної деталі і його межі міцності, а також залежно від жорсткості і вібростійкості технологічної системи (верстат-пристосування-інструмент-деталь).

Чисельні значення кутів різця вибирають по довіднику /2, таблиці. 30...34, с. 188...191/ залежно від властивостей оброблюваного матеріалу, вигляду обробки і матеріалу ріжучої частини інструменту.

Визначення глибини різання

Глибину різання призначають залежно від величини припуска на обробку, шорсткості обробленої поверхні і вигляду обробки. При чорновій обробці (Rz>40 мкм) глибину різання приймають рівною припуску на обробку.

В цьому випадку глибину різання визначають:

при повздовжньому точінні:

, (9)

де h - припуск на обробку, мм;

Dз - діаметр заготівки, мм;

Dд - діаметр деталі, мм

при поперечному точінні:

, (10)

де Lз - довжина заготівки, мм;

Lд - довжина деталі, мм

при відрізанні:

, (11)

де b - ширина ріжучої кромки відрізного різця, мм.

При напівчистовій обробці (Rz<40 мкм, але Rа >2,5 мкм) і припуску h>2 мм обробку здійснюють за два прохода. Для першого проходу приймають t=(2/3...3/4) h, для другого - t=(1/3...1/4) h. При h<2 мм напівчистову обробку здійснюють за один прохід.

При чистовій обробці Rа<2,5 мкм обробку здійснюють за два, а інколи і за три проходи (Rа<0,63 мкм). Розподіл припуска здійснюють, як і при напівчистовій обробці, при будь-якому значенні h. Подальший розрахунок режиму різання ведуть для чорнового проходу аналітичним методом. Для чистового проходу елементи режиму різання призначають по таблицях нормативів.

Вибір величини подачі

Величину подачі S для чорнової обробки визначають по таблиці чорнових подач залежно від глибини різання і діаметру заготівки /1, таблиці 11...16, с.266...269.

Перевіряємо вибране значення подачі.

а) Перевіряємо подачу, виходячи з міцності різця. Необхідно забезпечити справедливість нерівності

, (12)

де Рz - тангенціальна складова сили різання, Н;

Рzр - сила різання, що допускається міцністю різця, Н

Силу різання Рz визначають по формулі:

, (13)

де Срz - коефіцієнт, що враховує умови обробки;

t - глибина різання, мм;

S - подача, мм/об;

v - швидкість різання, м/хв.;

хрz, yрz, nрz - показники міри відповідно при глибині, подачі і швидкості різання;

kрz - загальний поправочний коефіцієнт

Значення Срz, хрz, урz, пpz знаходять по довіднику /1, таблиці. 22, с.273/. Швидкість різання приймають заздалегідь v=60м/мин. Силу, що допускається міцністю різця, визначають по формулі

, (14)

де - напруга, що допускається, на вигин матеріалу державки різця:

= 240 МПа - для сирої сталі марок 45 і 40Х;

= 400 МПа - для загартованої сталі;

W- момент опору перетину державки різця, мм3:

- для державки прямокутного перетину;

- для державки квадратного перетину;

- для державки круглого перетину;

l - виліт різця, мм:

l=1,5Н - при зовнішньому точінні;

l=[Lд+(5... 10) мм] - при розточуванні;

l=[Dд/2+(5... 10) мм] - при відрізанні

б) Перевіряємо подачу виходячи з жорсткості різця. Необхідно забезпечити наступну умову:

, (15)

де Рzж - сила різання, що допускається жорсткістю різця

, (16)

де Е - модуль пружності матеріалу державки різця, Н/мм2

Е=2*10^5 Н/мм2 для сталі; Е = 1.55*10^5 Н/мм2 - для чавуну;

I - момент інерції перетину державки різця, мм4:

- для державки прямокутного перетину;

- для квадратного перетину;

- для круглого перетину;

[f] - величина прогину вершини різця, що допускається, мм:

[f]=0,1 мм - при чорновому точінні;

[f]=0,05 мм - при чистовому точінні;

l - виліт різця, мм

в) Перевіряємо подачу виходячи з жорсткості деталі:

, (17)

де Ру - радіальна складова сили різання, Ру=(0,4...0,6) Рz;

Руж - радіальна сила, що допускається жорсткістю деталі:

при установці деталі в центрах:

. (18)

при установці деталі в патроні і підтиснута центром:

. (19)

при закріпленні деталі в патроні:

, (20)

де [fд] - допустима стріла прогину деталі, мм (fд = 0,25де- поле допуску на дану операцію);

Е - модуль пружності: Е=2*10^5 Н/мм2 - для сталі; Е = 1.55*10^5 Н/мм2 - для чавуну;

I - момент інерції поперечного перетину деталі, мм4

(21)

L - довжина деталі (заготівки), мм

г) Перевіряємо подачу виходячи з міцності пластини твердого сплаву:

, (22)

де Рz пл - сила різання, що допускається міцністю пластини твердого сплаву, Н

, (23)

де С - товщина пластини твердого сплаву, мм:

С=4,76 мм - для різців з перетином державки 20x20, 25x25мм;

С=6,35мм -для різців з перетином державки 29x25; 32x32 мм;

С=7,94 мм - для різців з перетином державки 40x40 мм

д) Перевіряємо подачу виходячи з міцності механізму подачі верстата:

, (24)

де 2Рх вст. - сила, що допускається міцністю механізму подачі верстата (паспортна величина), Н

Якщо результати перевірок незадовільні, необхідно зменшувати значення подачі. Коректуємо подачу S по паспорту верстата, узявши найближчу меншу або таку ж величину (допускається перевищення не більше 5%).

Розрахунок швидкості різання

Швидкість різання визначають по формулі

, (25)

де Сv, m, xv, уv - значення постійного коефіцієнта і показників міри, вибирають по довіднику /1, таблиця 17, с. 269...270/ залежно від умов обробки;

kv - поправочний коефіцієнт на швидкість різання, який враховує задані умови обробки

, (26)

значення поправочних коефіцієнтів вибирають по довіднику /1, таблиці 1...10, 18, с. 261...271/;

Т - період стійкості різця, хв., значення Т вибирають по довіднику /1,с. 268/.

Визначають частоту обертання шпинделя, хв-1

. (27)

Набуте значення n коректують по паспорту верстата, приймаючи найближче менше значення nст., після чого визначають дійсну швидкість різання:

. (28)

Розрахунок ефективної потужності різання

Ефективну потужність різання визначають по формулі, кВт

. (29)

Визначення коефіцієнта використання верстата по потужності

, (30)

де Nдв - потужність двигуна головного руху, кВт;

= 0,75...0,85 - к.к.д верстата

Якщо Kn > 1,05 (перевантаження перевищуватиме 5%), здійснюють коректування режимів різання за рахунок зменшення швидкості різання. В цьому випадку

. (31)

Розрахунок моменту, що крутить, на шпинделі верстата

Розрахунок моменту, що крутить, на шпинделі верстата виконують з метою перевірки його по максимальному значенню, що допускається міцністю механізму головного руху.

Момент різання Мкр.різ, що крутить, має бути менше моменту, що крутить, механізму головного руху, що допускається міцністю:

. (32)

Момент різання, що крутить, визначають по формулі:

. (33)

Момент, що крутить, допускається міцністю механізму головного руху:

. (34)

Якщо результати перевірки незадовільні, необхідно зменшити значення подачі.

Розрахунок основного технологічного (машинного) часу

Основний технологічний час розраховують по формулі, хв.:

, (35)

де i – кількість переходів;

- довжина проходу інструменту у напрямі подачі, мм

, (36)

де Lд - довжина деталі (оброблюваній поверхні), мм;

lвр - довжина врізання, мм;

lпер - довжина перебігу інструмента, мм. Довжину перебігу приймають рівною 1...2мм

, (37)

де - головний кут в плані, град.

Розрахунок режиму різання при напівчистовому і чистовому точінні

Спочатку вибираємо інструментальний матеріал і геометричні параметри ріжучої частини різця для напівчистового і чистового точіння по довіднику /1, таблиці 2, 3, с. 115...118/, оскільки умови змінилися в порівнянні з чорновим точінням.

Далі режим різання визначають в наступній послідовності:

• визначають глибину різання;

• визначають подачу (подачу вибирають по довіднику /1, таблиці. 11...16, с. 266...269/ залежно від шорсткості обробленої поверхні і вигляду обробки);

• коректують подачу по паспорту верстата;

• вибирають стійкість різця;

• розраховують швидкість різання;

• визначають частоту обертання шпинделя і коректують по паспорту верстата;

• визначають фактичну швидкість різання;

• перевіряють отриманий режим різання по ефективній потужності, коефіцієнту використання верстата, моменту на шпинделі, що крутить;

• визначають основний технологічний (машинний) час.

При послідовній чорновій, напівчистовій і чистовій обробці основний технологічний час визначають складанням на різних переходах.

Зміст звіту

1. Ескіз обробки з вказівкою розмірів оброблюваної деталі.

2. Модель і технічні характеристики вибраного верстата.

3. Вигляд, розміри, матеріал ріжучої частини, геометричні параметри і ескіз ріжучого інструменту.

4. Розрахунок глибини різання.

5. Вибір величини подачі з виконанням всіх перевірок і коректуванням подачі по паспорту верстата.

6. Розрахунок швидкості різання і частоти обертання заготівки з коректуванням по паспорту верстата.

7. Розрахунок потужності різання і коефіцієнта використання верстата по потужності.

8. Розрахунок моменту різання і моменту, що крутить, механізму головного руху, що допускається міцністю.

9. Розрахунок основного технологічного (машинного) часу.

10. Висновки

Варіанти завдань наведені у таблиці 1, 2, 3.